論文の概要: Are Traditional Deep Learning Model Approaches as Effective as a Retinal-Specific Foundation Model for Ocular and Systemic Disease Detection?
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2501.12016v1
- Date: Tue, 21 Jan 2025 10:16:00 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-01-22 14:24:22.370486
- Title: Are Traditional Deep Learning Model Approaches as Effective as a Retinal-Specific Foundation Model for Ocular and Systemic Disease Detection?
- Title(参考訳): 従来の深層学習モデルは眼・全身疾患検出のための網膜特異的基礎モデルとして有効か?
- Authors: Samantha Min Er Yew, Xiaofeng Lei, Jocelyn Hui Lin Goh, Yibing Chen, Sahana Srinivasan, Miao-li Chee, Krithi Pushpanathan, Ke Zou, Qingshan Hou, Zhi Da Soh, Cancan Xue, Marco Chak Yan Yu, Charumathi Sabanayagam, E Shyong Tai, Xueling Sim, Yaxing Wang, Jost B. Jonas, Vinay Nangia, Gabriel Dawei Yang, Emma Anran Ran, Carol Yim-Lui Cheung, Yangqin Feng, Jun Zhou, Rick Siow Mong Goh, Yukun Zhou, Pearse A. Keane, Yong Liu, Ching-Yu Cheng, Yih-Chung Tham,
- Abstract要約: 自己監督型網膜特異的基礎モデル(FM)であるRETFoundは下流の応用の可能性を示した。
本研究は,視線および全身性疾患の診断における3つの画像ネット制御型深層学習(DL)モデルに対するRETFoundの評価を目的とした。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 17.700164502042355
- License:
- Abstract: Background: RETFound, a self-supervised, retina-specific foundation model (FM), showed potential in downstream applications. However, its comparative performance with traditional deep learning (DL) models remains incompletely understood. This study aimed to evaluate RETFound against three ImageNet-pretrained supervised DL models (ResNet50, ViT-base, SwinV2) in detecting ocular and systemic diseases. Methods: We fine-tuned/trained RETFound and three DL models on full datasets, 50%, 20%, and fixed sample sizes (400, 200, 100 images, with half comprising disease cases; for each DR severity class, 100 and 50 cases were used. Fine-tuned models were tested internally using the SEED (53,090 images) and APTOS-2019 (3,672 images) datasets and externally validated on population-based (BES, CIEMS, SP2, UKBB) and open-source datasets (ODIR-5k, PAPILA, GAMMA, IDRiD, MESSIDOR-2). Model performance was compared using area under the receiver operating characteristic curve (AUC) and Z-tests with Bonferroni correction (P<0.05/3). Interpretation: Traditional DL models are mostly comparable to RETFound for ocular disease detection with large datasets. However, RETFound is superior in systemic disease detection with smaller datasets. These findings offer valuable insights into the respective merits and limitation of traditional models and FMs.
- Abstract(参考訳): 背景: 自己監督型網膜特異的基礎モデル(FM)であるRETFoundは下流の応用の可能性を示した。
しかし、従来のディープラーニング(DL)モデルとの比較性能はいまだに完全には理解されていない。
本研究の目的は、視線および全身疾患の検出において、ReTFoundを3つのImageNet-pretrained supervised DLモデル(ResNet50, ViT-base, SwinV2)に対して評価することであった。
方法: 完全データセット上のRETFoundと3つのDLモデル(50%, 20%, 固定標本サイズ(400, 200, 100画像, 半数)を微調整・訓練し, DR重度クラス毎に100, 50例を使用した。
SEED(53,090画像)とAPTOS-2019(3,672画像)を用いて内部でテストし、人口ベース(BES, CIEMS, SP2, UKBB)とオープンソースデータセット(ODIR-5k, PAPILA, GAMMA, IDRiD, MESSIDOR-2)で外部から検証した。
また, 受信機動作特性曲線 (AUC) とボンフェロニ補正 (P<0.05/3) を用いたZ検定により, モデル性能を比較検討した。
解釈: 従来のDLモデルは、大きなデータセットによる眼疾患検出のためのRETFoundとほとんど同等である。
しかし、RETFoundはより小さなデータセットによる全身性疾患の検出に優れている。
これらの発見は、従来のモデルとFMのメリットと限界について、貴重な洞察を与えてくれる。
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